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第五章 原子核
第1节 原子核的组成
关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。
1896年，法国物理学家贝可勒尔在研究荧光和X射线之间关系时，准备把铀盐和一张用黑纸包得密不透光的照相底片一起放到太阳光下照射，不料一连几天都是阴雨，于是他只好把铀盐和照相底片一起锁进了抽屉。几天后，他惊奇地发现，放在油屉里的底片竟感光了。经过反复探索，贝可勒尔发现只要照相底片放在铀盐附近不管在多么黑暗的地方，底片上都会产生铀盐的阴影。贝可勒尔意识到，这个现象说明铀及其化合物放出了一种不同于X射线的新射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
物理学中把物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象。
一、天然放射现象
受到贝克勒尔的发现的鼓舞，波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里对铀和含铀的各种矿石进行了深入研究。
他们发现一种沥青铀矿中还存在着两种能够发出更强射线的新元素，居里夫人把其中一种元素命名为钋（Po），另一种元素命名为镭（Ra）。
后来研究发现：
1、原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
2、如果一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质存在的，还是以化合物形式存在的，都具有放射性。放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。
二、射线的本质
三种射线对比
α射线
β射线
γ射线
高能量
电磁波
成分
速度
贯穿能力
电离能力
带电量
1/10光速
接近光速
光速
很弱，纸能档住
较强，能穿透几毫米铝板
很强，能穿透几厘米铅板几十厘米混凝土
最强
较弱
最弱
2e
-e
0
氦原子核
高速电子流
三种射线在磁场、电场中偏转情况的比较
在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，
β射线偏转半径较小，γ射线不偏转。
在匀强电场中，α射线偏离较小，
β射线偏离较大，γ射线不偏离。
研究发现：
(1) 如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响，即放射性与元素所处的化学状态无关。
(2) 放射性的强度也不受温度、外界压强的影响，即放射性与元素存在的物理状态无关。
射线与核外电子无关，它来自原子核。说明原子核内部是有结构的。
三、原子核的组成
1. 质子的发现 ——1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子
质子：P
电量：e=1.602×10-19C
质量：mp=1.672×10-27kg
2 .中子的发现： ——1920年卢瑟福预言中子的存在
1932年卢瑟福的学生查德威克发现了中子
中子不带电，用n 表示，质量与质子质量接近。
mn = 1.6749286×10-27kg
3. 原子核的组成：原子核由质子和中子组成。（质子和中子通称为核子）
统
称
核
子
4. 原子核的表示方法：
X表示
元素符号
Z表示
质子数
A表示
质量数
核电荷数Z=质子数=原子序数=荷外电子数
质量数A=核子数=质子数+中子数
提示：原子核的电荷数不是电荷量，质量数也不是质量。
原子核所带的电荷量总是质子电荷量的整数倍，这个倍数叫作原子核的电荷数．
原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫原子核的质量数．
5. 同位素：具有相同质子、不同中子数的原子互称同位素。
在元素周期表中处于同一位置，具有相同的化学性质。
科学漫步
天然放射现象的发现
1895年末，德国物理学家伦琴发现了一种新的射线——X射线，即伦琴射线。它具有一定的辐射性。
X射线的本质：是原子内层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波。
例1 (多选) 将α、β、γ三种射线分别射入磁感应强度大小为B的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场中,图表示射线偏转情况,其中正确的是(α粒子的速度约为光速的10%,β粒子的速度约为光速的99%)(　 AD )
例2 (多选)氢有三种同位素,分别是氕H)、氘H)、氚H),则( ABD 　)
A.它们的质子数相等
B.它们的核外电子数相等
C.它们的核子数相等
D.它们的化学性质相同
例3 一个Pa原子核内的质子数、中子数、核子数分别为( C 　)
A.91、91、234 B.143、91、234
C.91、143、234 D.234、91、143
一、天然放射现象
1.放射性：物质发射射线的性质
2.放射性元素：具有放射性的元素
3.天然放射现象：放射性的元素自发地发出射线的现象
二、放射性的本质
成分 速度 电离能力 穿透能力
a 射线 氦原子核 1/10光速 很强 较弱
β 射线 电子流 接近光速 较弱 较强
γ 射线 电磁波 光速 更弱 很强
三、原子核的组成
1. 质子p：它是氢原子核，带正电，电量与电子相等。
2. 中子n：不带电，质量与质子相等。
3. 原子核：由质子和中子组成
4. 核电荷数Z=质子数=原子序数=荷外电子数
5. 质量数A=核子数=质子数+中子数
6. 具有相同质子、不同中子数的原子互称同位素。
课堂小结

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